JPH0427855A - 欠陥検出装置及び検出方法 - Google Patents
欠陥検出装置及び検出方法Info
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- JPH0427855A JPH0427855A JP13237790A JP13237790A JPH0427855A JP H0427855 A JPH0427855 A JP H0427855A JP 13237790 A JP13237790 A JP 13237790A JP 13237790 A JP13237790 A JP 13237790A JP H0427855 A JPH0427855 A JP H0427855A
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Landscapes
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、耐食性材料をライニングした金属製機器の欠
陥検出装置及び検出方法に関する。詳しくはライニング
材を構成する耐食性非導電性材層が劣化して耐食性物質
が金属製機器に達する前に、迅速かつ正確に劣化状態を
検知できる欠陥検出装置及び方法に関するものである。
陥検出装置及び検出方法に関する。詳しくはライニング
材を構成する耐食性非導電性材層が劣化して耐食性物質
が金属製機器に達する前に、迅速かつ正確に劣化状態を
検知できる欠陥検出装置及び方法に関するものである。
従来、金属材料による機器、例えば、塔、槽、容器の耐
食性を増すために、耐食性材料による被膜が用いられて
きたが、その被膜の欠陥有無や損傷の度合いを判断する
には、開放検査や破壊検査が不可欠であった。
食性を増すために、耐食性材料による被膜が用いられて
きたが、その被膜の欠陥有無や損傷の度合いを判断する
には、開放検査や破壊検査が不可欠であった。
ところが最近になり、ガラスライニングについてはその
欠陥を運転中に検出する装置が発表、市販化されている
（例えば、神鋼パンチツクサービス（株）製「メゾンデ
ーＰＪ）。また、当山願人は、非導電性材料被膜の欠陥
、損傷を母材たる金属材料に欠陥、損傷が達する前にそ
れを検知するシステムを出願済みである（特願昭６３−
２７７９４０、特願昭６３−２８９６２１、特願平１−
１１５８３０）これらの装置は運転中もしくは停止中に
機器を非開放、非破壊にて欠陥を検出できるところに特
徴があった。尚、上記装置は、導電性の内容液体中に電
極を入れ、母材の金属又は被膜中の導電部間に電圧を印
加し、欠陥が発生すればその欠陥中に導電性液体が入り
、上記の両者間に電流が流れることを利用している。こ
の印加電圧には、直流電圧、一般用交ｆ７Ｌ！圧、高周
波交流電圧等が用いられている。
欠陥を運転中に検出する装置が発表、市販化されている
（例えば、神鋼パンチツクサービス（株）製「メゾンデ
ーＰＪ）。また、当山願人は、非導電性材料被膜の欠陥
、損傷を母材たる金属材料に欠陥、損傷が達する前にそ
れを検知するシステムを出願済みである（特願昭６３−
２７７９４０、特願昭６３−２８９６２１、特願平１−
１１５８３０）これらの装置は運転中もしくは停止中に
機器を非開放、非破壊にて欠陥を検出できるところに特
徴があった。尚、上記装置は、導電性の内容液体中に電
極を入れ、母材の金属又は被膜中の導電部間に電圧を印
加し、欠陥が発生すればその欠陥中に導電性液体が入り
、上記の両者間に電流が流れることを利用している。こ
の印加電圧には、直流電圧、一般用交ｆ７Ｌ！圧、高周
波交流電圧等が用いられている。
〔発明が解決しようとする課題］
しかしながら上記装置において、実際に使用する際に以
下のような問題点があった。
下のような問題点があった。
第１に、印加電圧に交流電圧を用いると、欠陥自体は検
出可能な大きさであっても、非導電性材料の表面積が大
きくなると、非導電性材料の誘電電流、表面波による漏
れ電流が大きくなり、無欠陥でも流れる電流が大きくな
り、欠陥発生で流れる電流に比して無視できなくなり、
欠陥検出が困難となる問題点がある。
出可能な大きさであっても、非導電性材料の表面積が大
きくなると、非導電性材料の誘電電流、表面波による漏
れ電流が大きくなり、無欠陥でも流れる電流が大きくな
り、欠陥発生で流れる電流に比して無視できなくなり、
欠陥検出が困難となる問題点がある。
第２に、直流電圧を印加した場合には、電圧印加による
電気分解のためガスが発生し、ガスが次第に滞留し、遂
には液通がなくなり、電気的に絶縁されて検出不能とな
る。これを防ぐために、−般的に印加電圧は低く抑えで
あるが、欠陥が微小な場合、液通による欠陥部分の抵抗
分は大きいため、流れる電流が小さく、検出感度が低い
という問題があった。
電気分解のためガスが発生し、ガスが次第に滞留し、遂
には液通がなくなり、電気的に絶縁されて検出不能とな
る。これを防ぐために、−般的に印加電圧は低く抑えで
あるが、欠陥が微小な場合、液通による欠陥部分の抵抗
分は大きいため、流れる電流が小さく、検出感度が低い
という問題があった。
本発明者らは、かかる問題点に鑑み、鋭意検討した結果
、非導電性材料に直流電圧を印加した直後の抵抗分だけ
でなく静電容量分により流れる大きな電流を捕え、その
応答波形により、これまで検出できなかった微小な欠陥
も有効に検出できることを見いだし、本発明に到達した
。
、非導電性材料に直流電圧を印加した直後の抵抗分だけ
でなく静電容量分により流れる大きな電流を捕え、その
応答波形により、これまで検出できなかった微小な欠陥
も有効に検出できることを見いだし、本発明に到達した
。
以下、本発明の欠陥検出の原理を図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図は、本発明を説明する等価回路図である。
図中Ｅは直流電源、Ｅｏは電圧モニター、Ｒ１は測定回
路の抵抗分、Ｒｏは電圧変換用基準抵抗、ＣＰは非導電
性材料による静電容量分、Ｃｘは欠陥発生による静電容
量分、Ｒｆは、欠陥発生による抵抗分、Ｓはスイッチを
示す。
路の抵抗分、Ｒｏは電圧変換用基準抵抗、ＣＰは非導電
性材料による静電容量分、Ｃｘは欠陥発生による静電容
量分、Ｒｆは、欠陥発生による抵抗分、Ｓはスイッチを
示す。
第２図は、第１図の等価回路に直流電圧を印加した直後
の電流応答波形を示す。
の電流応答波形を示す。
第１図（ａ）は、欠陥がない場合を示す。この場合、欠
陥発生による静電容量分Ｃｘと抵抗分Ｒ１は存在しない
ので、等価回路は系の抵抗分と非導電性材料による静電
容量分Ｃ，の直列接続となる。時間ｔ０で電圧を印加し
た直後の電流応答波形は、第２図の破線に示すように、
印加直後からある短時間だけ電流が流れるが、急激に減
小し、遂には電流は流れなくなるものである。初期電流
１０が（１／ｅ）（ｅは自然対数の底を示す）に減少す
る時間をｔｌとするとき、この電流応答波形の時定数（
ｔ＋ −ｔｏ ）は、非導電性材料の材質５表面積、厚
みによって異なるが、概ね、数１０ｍ５ｅｃ以下である
。
陥発生による静電容量分Ｃｘと抵抗分Ｒ１は存在しない
ので、等価回路は系の抵抗分と非導電性材料による静電
容量分Ｃ，の直列接続となる。時間ｔ０で電圧を印加し
た直後の電流応答波形は、第２図の破線に示すように、
印加直後からある短時間だけ電流が流れるが、急激に減
小し、遂には電流は流れなくなるものである。初期電流
１０が（１／ｅ）（ｅは自然対数の底を示す）に減少す
る時間をｔｌとするとき、この電流応答波形の時定数（
ｔ＋ −ｔｏ ）は、非導電性材料の材質５表面積、厚
みによって異なるが、概ね、数１０ｍ５ｅｃ以下である
。
第１図（ｂ）は欠陥が発注している場合の等価回路図で
ある。この場合、欠陥発生による静電容量分ＣＸと抵抗
分ＲＥが、欠陥がない場合に等価回路に並列に接続され
た形となる。直流電圧印加直後の電流応答波形は第２図
の実線に示すようになり、欠陥がない場合と違って、時
定数（ｔｚ −ｔｏ ）はかなり大きく （ｔ２は、初
期電流１０が（１／ｅ）に減少する時間を示す）、かつ
最終的には欠陥発生による抵抗分Ｒｆによる定常電流（
ｉｃ）が流れたままとなる。この時定数の大きな電流応
答波形は、欠陥発生による大きな値の静電容量分Ｃｘが
寄与しており、時定数は概ね数ｓｅｃオーダーである。
ある。この場合、欠陥発生による静電容量分ＣＸと抵抗
分ＲＥが、欠陥がない場合に等価回路に並列に接続され
た形となる。直流電圧印加直後の電流応答波形は第２図
の実線に示すようになり、欠陥がない場合と違って、時
定数（ｔｚ −ｔｏ ）はかなり大きく （ｔ２は、初
期電流１０が（１／ｅ）に減少する時間を示す）、かつ
最終的には欠陥発生による抵抗分Ｒｆによる定常電流（
ｉｃ）が流れたままとなる。この時定数の大きな電流応
答波形は、欠陥発生による大きな値の静電容量分Ｃｘが
寄与しており、時定数は概ね数ｓｅｃオーダーである。
この現象を利用して、直流電圧印加直後の大きな電流を
捕えることにより、従来、電圧印加からある時間経過し
た後の、欠陥発生による抵抗分Ｒｆによる定常電流ｉｃ
では検出感度がとれなかった微小な欠陥に対しても、十
分大きな検出感度で検出できるようになった。ここで、
電圧印加直後の瞬間を考えると、欠陥がない場合でも第
２図の破線のように、欠陥が発生している場合と同様の
電流が流れるが、その時定数がかなり異なることを考え
れば、その分離は容易である。
捕えることにより、従来、電圧印加からある時間経過し
た後の、欠陥発生による抵抗分Ｒｆによる定常電流ｉｃ
では検出感度がとれなかった微小な欠陥に対しても、十
分大きな検出感度で検出できるようになった。ここで、
電圧印加直後の瞬間を考えると、欠陥がない場合でも第
２図の破線のように、欠陥が発生している場合と同様の
電流が流れるが、その時定数がかなり異なることを考え
れば、その分離は容易である。
また、電圧印加後、電流値がほぼ一定になってから、ス
イッチＳを反対側に接続すると、回路の静電容量分に蓄
えられた電荷が放電され、逆極性の大きな電流が流れる
ので、この電流を利用したり、あるいは、再びスイッチ
Ｓを元に戻して、電圧印加を行ない、その電流を複数回
捕えた後、欠陥の検出判断をさせることにより、検出の
信顛性を向上させることもできる。
イッチＳを反対側に接続すると、回路の静電容量分に蓄
えられた電荷が放電され、逆極性の大きな電流が流れる
ので、この電流を利用したり、あるいは、再びスイッチ
Ｓを元に戻して、電圧印加を行ない、その電流を複数回
捕えた後、欠陥の検出判断をさせることにより、検出の
信顛性を向上させることもできる。
次に、以上のような欠陥検出の原理に基づく本発明の検
出装置について説明する。
出装置について説明する。
第３図は、本発明の検出装置の１例を示す全体図である
。図中１は金属製缶体、２は耐食性非導電性材種、３は
電極、４は導電性内容液、５は欠陥、６は直流電源回路
、７は電流検出回路、８は測定演算回路、９．１０は導
線である。
。図中１は金属製缶体、２は耐食性非導電性材種、３は
電極、４は導電性内容液、５は欠陥、６は直流電源回路
、７は電流検出回路、８は測定演算回路、９．１０は導
線である。
対象とする機器は金属等の導電性材料からなる缶体ｌに
対し、その接液する内面に非導電性材料からなる耐食性
層２を内張すしたものである。耐食性層２は非導電性材
料と導電性材料からなる３層以上の複層構造でもよい。
対し、その接液する内面に非導電性材料からなる耐食性
層２を内張すしたものである。耐食性層２は非導電性材
料と導電性材料からなる３層以上の複層構造でもよい。
これに対して電気的に機器と絶縁された状態で、かつ後
述の導電性内容液に接する状態で液相電極３を挿入する
。電極３は内容液に浸漬していれば耐食性非導電性層表
面にとりつけてもよい。液相層電極３の材質は導電性と
耐食性を有する材料であればよく、例えば白金、チタン
等の金属が一般的である。そのサイズは、機械的強度、
機器のサイズによって決定される。
述の導電性内容液に接する状態で液相電極３を挿入する
。電極３は内容液に浸漬していれば耐食性非導電性層表
面にとりつけてもよい。液相層電極３の材質は導電性と
耐食性を有する材料であればよく、例えば白金、チタン
等の金属が一般的である。そのサイズは、機械的強度、
機器のサイズによって決定される。
この機器の運転中の内容物は、通常導電性を有する液体
４とされ、具体的には硫酸、塩酸等の酸、苛性ソーダ等
のアルカリの溶液等が挙げられる。
４とされ、具体的には硫酸、塩酸等の酸、苛性ソーダ等
のアルカリの溶液等が挙げられる。
内容物が導電性を有しない液体の場合は、運転中の検出
は不可能だが、定期的に停止して導電性の液体と入れ替
えることにより検出できる。
は不可能だが、定期的に停止して導電性の液体と入れ替
えることにより検出できる。
次に、このように構成された装置の作用機構を説明する
。
。
導電性液体４に挿入した電極３と、缶体１もしくは耐食
性層中の導電性層との間に導線９．１０を通して電圧を
印加する。被膜２の耐食性非導電性層にひび、割れ等の
欠陥５が生じると、電極３→導電性液体４→欠陥５中の
導電性液体→缶体１もしくは耐食性層中の導電性層の順
で電流経路ができ、電流が流れる。これを電流検出用抵
抗７にて電圧に変換する等の電流検出回路により欠陥を
検出するものである。
性層中の導電性層との間に導線９．１０を通して電圧を
印加する。被膜２の耐食性非導電性層にひび、割れ等の
欠陥５が生じると、電極３→導電性液体４→欠陥５中の
導電性液体→缶体１もしくは耐食性層中の導電性層の順
で電流経路ができ、電流が流れる。これを電流検出用抵
抗７にて電圧に変換する等の電流検出回路により欠陥を
検出するものである。
ここで印加する電源は、交流では前述のように欠陥でな
い非導電性材料の誘電電流、表面波による漏れ電流が顕
著になるため、直流電源を用い、印加電圧は電気分解に
よるガス発生を抑えるため、内容液である導電性液体の
電気分解開始電圧以下、通常は０．５〜１．５ボルトの
低電圧を用いる。
い非導電性材料の誘電電流、表面波による漏れ電流が顕
著になるため、直流電源を用い、印加電圧は電気分解に
よるガス発生を抑えるため、内容液である導電性液体の
電気分解開始電圧以下、通常は０．５〜１．５ボルトの
低電圧を用いる。
次に印加した電圧及び流れる電流から、測定演算回路８
で電圧印加直後の電流応答波形を検知・測定し、予め設
定された無欠陥時の電流応答波形と比較することにより
、欠陥の発生／検出の判断をし警報等により運転員に告
知する。ここで、無欠陥時の電流応答波形を設定し、測
定値との差を判断するために、非導電性材料の種類、誘
電率及び機器の内表面積等を入力するだけで、コンピュ
ーターソフト等により自動的に演算させることも可能で
ある。前記した解析の手段としては、電流応答波形の時
定数、減衰速度、減衰の傾きなどを比較する方法があげ
られる。
で電圧印加直後の電流応答波形を検知・測定し、予め設
定された無欠陥時の電流応答波形と比較することにより
、欠陥の発生／検出の判断をし警報等により運転員に告
知する。ここで、無欠陥時の電流応答波形を設定し、測
定値との差を判断するために、非導電性材料の種類、誘
電率及び機器の内表面積等を入力するだけで、コンピュ
ーターソフト等により自動的に演算させることも可能で
ある。前記した解析の手段としては、電流応答波形の時
定数、減衰速度、減衰の傾きなどを比較する方法があげ
られる。
［発明の効果］
本発明装置によると、挿入電極と缶体もしくは耐食性被
膜中の導電層に直流電圧を印加し、電圧印加直後の欠陥
を通して流れる電流応答波形により、保護被膜の欠陥を
検出することにより、微小な欠陥も確度高く検出するこ
とが可能になった。
膜中の導電層に直流電圧を印加し、電圧印加直後の欠陥
を通して流れる電流応答波形により、保護被膜の欠陥を
検出することにより、微小な欠陥も確度高く検出するこ
とが可能になった。
これにより、検出装置の信転性が向上するとともに、缶
体の損傷をより早期に予測でき、被膜交換の時期を開放
、破壊することなく推定することが可能になった。
体の損傷をより早期に予測でき、被膜交換の時期を開放
、破壊することなく推定することが可能になった。
第１図は、本発明を説明する等価回路図である。
（ａ）は欠陥がない場合、（ｂ）は欠陥がある場合であ
る。 Ｅ：直流電源、Ｅｏ ：電圧モニター、Ｒｉ ：測定回
路の抵抗分、Ｒｏ ：電圧変換用基準抵抗、Ｃ，：非導
電材料による静電容量分、ＣＸ ：欠陥発生による静電
容量分、Ｒ１：欠陥発生による抵抗分、Ｓ：スイッチ。 第２図は、第１図の等価回路に直流電圧を印加した直後
の電流応答波形を示す。破線は欠陥がない場合、実線は
欠陥発生時の場合を示す。 第３図は、本発明の検出装置の１例を示す全体図である
。 １：金属製缶体、２：耐食性非導電性材層、３：電極、
４：導電性内容液、５：欠陥、６：直流電源回路、７：
電流検出回路、８：測定演算回路、９．１０：導線。 第 ■ 図 （，１） （ｂ） 哨 開 藁 図
る。 Ｅ：直流電源、Ｅｏ ：電圧モニター、Ｒｉ ：測定回
路の抵抗分、Ｒｏ ：電圧変換用基準抵抗、Ｃ，：非導
電材料による静電容量分、ＣＸ ：欠陥発生による静電
容量分、Ｒ１：欠陥発生による抵抗分、Ｓ：スイッチ。 第２図は、第１図の等価回路に直流電圧を印加した直後
の電流応答波形を示す。破線は欠陥がない場合、実線は
欠陥発生時の場合を示す。 第３図は、本発明の検出装置の１例を示す全体図である
。 １：金属製缶体、２：耐食性非導電性材層、３：電極、
４：導電性内容液、５：欠陥、６：直流電源回路、７：
電流検出回路、８：測定演算回路、９．１０：導線。 第 ■ 図 （，１） （ｂ） 哨 開 藁 図
Claims (4)
- （１）金属材料から成る機器の内側表面に耐食性非導電
性材層を積層した金属製機器の耐食性非導電性材層の欠
陥を電気伝導を利用して検出する装置であって、金属材
料に接続された導線と金属製機器の内部の液体に浸漬さ
れた電極との間に、直流電圧を印加し、その印加直後の
電流応答波形を測定する回路を設けて成ることを特徴と
する欠陥検出装置。 - （２）金属材料と耐食性非導電性材層との間に耐食性導
電性材層を有し、導線が金属材料または耐食性導電性材
層に接続されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の欠陥検出装置。 - （３）金属材料に耐食性非導電性材層、耐食性導電性材
層、耐食性非導電性材層の順に積層し、導線が金属材料
または耐食性導電性材層に接続されたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の欠陥検出装置。 - （４）金属材料から成る機器の内側表面に耐食性非導電
性材層を積層した金属製機器の耐食性非導電性材層の欠
陥を電気伝導を利用して検出するに際し、耐食性非導電
性材層の両面に直流電圧を印加し、その電圧印加直後の
電流応答波形を解析することにより欠陥を検出すること
を特徴とする欠陥検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13237790A JPH0427855A (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | 欠陥検出装置及び検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13237790A JPH0427855A (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | 欠陥検出装置及び検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0427855A true JPH0427855A (ja) | 1992-01-30 |
Family
ID=15079958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13237790A Pending JPH0427855A (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | 欠陥検出装置及び検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0427855A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003042993A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Daiwa Can Co Ltd | 金属容器の内面被膜検査装置 |
| JP2010175401A (ja) * | 2009-01-29 | 2010-08-12 | Tokyo Gas Co Ltd | 埋設金属パイプラインにおけるプラスチック塗覆装の健全性計測評価方法 |
-
1990
- 1990-05-22 JP JP13237790A patent/JPH0427855A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003042993A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Daiwa Can Co Ltd | 金属容器の内面被膜検査装置 |
| JP2010175401A (ja) * | 2009-01-29 | 2010-08-12 | Tokyo Gas Co Ltd | 埋設金属パイプラインにおけるプラスチック塗覆装の健全性計測評価方法 |
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